UniversoPara otros usos de este término, véase Universo (desambiguación).

La imagen de luz visible más profunda delcosmos, el Campo Ultra Profundo del Hubble.

El universo es la totalidad del espacio y del tiempo, de todas las formas de la materia, la energía y el

impulso, las leyes y constantes físicas que las gobiernan. Sin embargo, el término también se utiliza en

sentidos contextuales ligeramente diferentes y alude a conceptos como cosmos,mundo o naturaleza.1

Observaciones astronómicas indican que el universo tiene una edad de 13,73 ± 0,12 millardos de años

(entre 13 730 y 13 810 millones de años) y por lo menos 93.000 millones de años luz de

extensión.2 El evento que dio inicio al universo se denomina Big Bang. Se denomina Big-Bang a la

singularidad que creó el universo. Después del Big Bang, el universo comenzó a expandirse para llegar

a su condición actual, y continúa haciéndolo.

Debido a que, según la teoría de la relatividad especial, la materia no puede moverse a

una velocidad superior a la velocidad de la luz, puede parecer paradójico que dos objetos del universo

puedan haberse separado 93 mil millones de años luz en un tiempo de únicamente 13 mil millones de

años; sin embargo, esta separación no entra en conflicto con la teoría de la relatividad general, ya que

ésta sólo afecta al movimientoen el espacio, pero no al espacio mismo, que puede extenderse a un

ritmo superior, no limitado por la velocidad de la luz. Por lo tanto, dosgalaxias pueden separarse una de

la otra más rápidamente que la velocidad de la luz si es el espacio entre ellas el que se dilata.

Mediciones sobre la distribución espacial y el desplazamiento hacia el rojo (redshift) de galaxias

distantes, la radiación cósmica de fondo de microondas, y los porcentajes relativos de los elementos

químicos más ligeros, apoyan la teoría de la expansión del espacio, y más en general, la teoría del Big

Bang, que propone que el universo en sí se creó en un momento específico en el pasado.

Observaciones recientes han demostrado que esta expansión se está acelerando, y que la mayor parte

de la materia y la energía en el universo son las denomindas materia oscura y energia oscura, la materia

ordinaria (barionica), solo representaría algo más del 5% del total3 (véanse materia oscura y energía

oscura).

Los experimentos sugieren que el universo se ha regido por las mismas leyes físicas, constantes a lo

largo de su extensión e historia. Es homogéneo e isotrópico. La fuerza dominante en distancias

cósmicas es la gravedad, y la relatividad general es actualmente la teoría más exacta para describirla.

Las otras tres fuerzas fundamentales, y las partículas en las que actúan, son descritas por el Modelo

Estándar. El universo tiene por lo menos tres dimensiones de espacio y una de tiempo, aunque

experimentalmente no se pueden descartar dimensiones adicionales muy pequeñas. El espacio-

tiempo parece estar conectado de forma sencilla, y el espacio tiene una curvatura media muy pequeña o

incluso nula, de manera que la geometría euclidiana es, como norma general, exacta en todo el

universo.

La ciencia modeliza el universo como un sistema cerrado que contiene energía y materia adscritas

al espacio-tiempo y que se rige fundamentalmente por principios causales.

Basándose en observaciones del universo observable, los físicos intentan describir el continuo espacio-

tiempo en que nos encontramos, junto con toda la materia y energía existentes en él. Su estudio, en las

mayores escalas, es el objeto de la cosmología, disciplina basada en la astronomía y la física, en la cual

se describen todos los aspectos de este universo con sus fenómenos.

La teoría actualmente más aceptada sobre la formación del universo, fue teorizada por el canónigo

belga Lemaître, a partir de las ecuaciones de Albert Einstein. Lemaitre concluyó (en oposición a lo que

pensaba Einstein), que el universo no era estacionario, que el universo tenía un origen. Es el modelo

del Big Bang, que describe la expansión del espacio-tiempo a partir de unasingularidad

espaciotemporal. El universo experimentó un rápido periodo de inflación cósmica que arrasó todas las

irregularidades iniciales. A partir de entonces el universo se expandió y se convirtió en estable, más frío

y menos denso. Las variaciones menores en la distribución de la masa dieron como resultado la

segregación fractal en porciones, que se encuentran en el universo actual como cúmulos de galaxias.

En cuanto a su destino final, las pruebas actuales parecen apoyar las teorías de la expansión

permanente del universo (Big Freeze ó Big Rip, Gran Desgarro), que nos indica que la expansión misma

del espacio, provocará que llegará un punto en que los átomos mismos se separarán en particulas

subatómicas. Otros futuros posibles que se barajaron, especulaban que la materia oscura podría ejercer

la fuerza de gravedad suficiente para detener la expansión y hacer que toda la materia se comprima

nuevamente; algo a lo que los científicos denominan el Big Crunch o la Gran Implosión, pero las últimas

observaciones van en la dirección del gran desgarro.

Índice

  [ocultar] 

1 Porción observable

2 Evolución

o 2.1 Teoría sobre el origen y la formación del Universo (Big Bang)

o 2.2 Sopa Primigenia

o 2.3 Protogalaxias

o 2.4 Destino Final

2.4.1 Big Crunch o la Gran Implosión

2.4.2 Big Rip o Gran Desgarramiento

3 Descripción física

o 3.1 Tamaño

o 3.2 Forma

o 3.3 Color

o 3.4 Homogeneidad e isotropía

o 3.5 Composición

o 3.6 Multiversos

4 Estructuras agregadas del universo

o 4.1 Las galaxias

o 4.2 Formas de galaxias

4.2.1 Galaxias elípticas

4.2.2 Galaxias espirales

4.2.3 Galaxia espiral barrada

4.2.4 Galaxias irregulares

o 4.3 La Vía Láctea

o 4.4 Las constelaciones

o 4.5 Las estrellas

o 4.6 Los planetas

o 4.7 Los satélites

o 4.8 Asteroides y cometas

5 Indicios de un comienzo

6 Otros términos

7 Véase también

8 Referencias

9 Enlaces externos

Porción observable

Artículo principal: Universo observable

Los cosmólogos teóricos y astrofísicos utilizan de manera diferente el término universo, designando bien

el sistema completo o únicamente una parte de él.4 Según el convenio de los cosmólogos, el

término universo se refiere frecuentemente a la parte finita del espacio-tiempo que es directamente

observable utilizando telescopios, otros detectores, y métodos físicos, teóricos y empíricos para estudiar

los componentes básicos del universo y sus interacciones. Los físicos cosmólogos asumen que la parte

observable del espacio comóvil (también llamado nuestro universo) corresponde a una parte de un

modelo del espacio entero y normalmente no es el espacio entero. Frecuentemente se utiliza el

término el universo como ambas: la parte observable del espacio-tiempo, o el espacio-tiempo entero.

Algunos cosmólogos creen que el universo observable es una parte extremadamente pequeña del

universo «entero» realmente existente, y que es imposible observar todo el espacio comóvil. En la

actualidad se desconoce si esto es correcto, ya que de acuerdo a los estudios de la forma del universo,

es posible que el universo observable esté cerca de tener el mismo tamaño que todo el espacio. La

pregunta sigue debatiéndose.5 6 Si una versión del escenario de la inflación cósmica es correcta,

entonces aparentemente no habría manera de determinar si el universo es finito oinfinito. En el caso del

universo observable, éste puede ser solo una mínima porción del universo existente, y por consiguiente

puede ser imposible saber realmente si el universo está siendo completamente observado.

Evolución

Teoría sobre el origen y la formación del Universo (Big Bang)

Artículo principal: Teoría del Big Bang

El hecho de que el universo esté en expansión se deriva de las observaciones del corrimiento al

rojo realizadas en la década de 1920 y que se cuantifican por la ley de Hubble. Dichas observaciones

son la predicción experimental del modelo de Friedmann-Robertson-Walker, que es una solución de las

ecuaciones de campo de Einstein de la relatividad general, que predicen el inicio del universo mediante

un big bang.

El "corrimiento al rojo" es un fenómeno observado por los astrónomos, que muestra una relación directa

entre la distancia de un objeto remoto (como una galaxia) y la velocidad con la que éste se aleja. Si esta

expansión ha sido continua a lo largo de la vida del universo, entonces en el pasado estos objetos

distantes que siguen alejándose tuvieron que estar una vez juntos. Esta idea da pie a la teoría del Big

Bang; el modelo dominante en la cosmología actual.

Durante la era más temprana del Big Bang, se cree que el universo era un caliente y denso plasma.

Según avanzó la expansión, la temperatura decreció hasta el punto en que se pudieron formar los

átomos. En aquella época, la energía de fondo se desacopló de la materia y fue libre de viajar a través

del espacio. La energía remanente continuó enfriándose al expandirse el universo y hoy forma el fondo

cósmico de microondas. Esta radiación de fondo es remarcablemente uniforme en todas direcciones,

circunstancia que los cosmólogos han intentado explicar como reflejo de un periodo temprano

de inflación cósmica después del Big Bang.

El examen de las pequeñas variaciones en el fondo de radiación de microondas proporciona información

sobre la naturaleza del universo, incluyendo la edad y composición. La edad del universodesde el Big

Bang, de acuerdo a la información actual proporcionada por el WMAP de la NASA, se estima en unos

13.700 millones de años, con un margen de error de un 1% (137 millones de años). Otros métodos de

estimación ofrecen diferentes rangos de edad, desde 11.000 millones a 20.000 millones.

Sopa Primigenia

Hasta hace poco, la primera centésima de segundo era más bien un misterio, impidiendo los científicos

describir exactamente cómo era el universo. Los nuevos experimentos en el RHIC, en elBrookhaven

National Laboratory, han proporcionado a los físicos una luz en esta cortina de alta energía, de tal

manera que pueden observar directamente los tipos de comportamiento que pueden haber tomado lugar

en ese instante.7

En estas energías, los quarks que componen los protones y los neutrones no estaban juntos, y una

mezcla densa supercaliente de quarks y gluones, con algunos electrones, era todo lo que podía existir

en los microsegundos anteriores a que se enfriaran lo suficiente para formar el tipo de partículas de

materia que observamos hoy en día.8

Protogalaxias

Artículo principal: Protogalaxia

Los rápidos avances acerca de lo que pasó después de la existencia de la materia aportan mucha

información sobre la formación de las galaxias. Se cree que las primeras galaxias eran débiles "galaxias

enanas" que emitían tanta radiación que separarían los átomos gaseosos de sus electrones. Este gas, a

su vez, se estaba calentando y expandiendo, y tenía la posibilidad de obtener la masa necesaria para

formar las grandes galaxias que conocemos hoy.9 10

Destino Final

Artículo principal: Destino último del Universo

El destino final del universo tiene diversos modelos que explican lo que sucederá en función de diversos

parámetros y observaciones. A continuación se explican los modelos fundamentales más aceptados:

Big Crunch o la Gran Implosión

Artículo principal: Big Crunch

Es posible que el inmenso aro que rodeaba a las galaxias sea una forma de materia que resulta invisible

desde la Tierra. Esta materia oscura tal vez constituya el 99% de todo lo que hay en el universo.

[cita requerida]

Si el universo es suficientemente denso, es posible que la fuerza gravitatoria de toda esa materia pueda

finalmente detener la expansión inicial, de tal manera que el universo volvería a contraerse, las galaxias

empezarían a retroceder, y con el tiempo colisionarían entre sí. La temperatura se elevaría, y el universo

se precipitaría hacia un destino catastrófico en el que quedaría reducido nuevamente a un punto.

Algunos físicos han especulado que después se formaría otro universo, en cuyo caso se repetiría el

proceso. A esta teoría se la conoce como la teoría del universo oscilante.

Hoy en día esta hipótesis parece incorrecta, pues a la luz de los últimos datos experimentales, el

Universo se está expandiendo cada vez más rápido.

Big Rip o Gran Desgarramiento

Artículo principal: Big Rip

El Gran Desgarramiento o Teoría de la Eterna Expansión, llamado en inglés Big Rip, es

una hipótesis cosmológica sobre el destino último del universo. Este posible destino final del universo

depende de la cantidad de energía oscura existente en el Universo. Si el universo contiene suficiente

energía oscura, podría acabar en un desgarramiento de toda la materia.

El valor clave es w, la razón entre la presión de la energía oscura y su densidad energética. A w < -1, el

universo acabaría por ser desgarrado. Primero, las galaxias se separarían entre sí, luego la gravedad

sería demasiado débil para mantener integrada cada galaxia. Los sistemas planetarios perderían su

cohesión gravitatoria. En los últimos minutos, se desbaratarán estrellas y planetas, y los átomos serán

destruidos.

Los autores de esta hipótesis calculan que el fin del tiempo ocurriría aproximadamente 3,5×1010 años

después del Big Bang, es decir, dentro de 2,0×1010 años.

Una modificación de esta teoría denominada Big Freeze, aunque poco aceptada,[cita requerida] afirma que el

universo continuaría su expansión sin provocar un Big Rip.

Descripción física

Tamaño

Artículo principal: Universo observable

Muy poco se conoce con certeza sobre el tamaño del universo. Puede tener una longitud de billones de

años luz o incluso tener un tamaño infinito. Un artículo de 200311 dice establecer una cota inferior de

24 gigaparsecs (78.000 millones de años luz) para el tamaño del universo, pero no hay ninguna razón

para creer que esta cota está de alguna manera muy ajustada (Véase forma del Universo). pero hay

distintas tesis del tamaño; una de ellas es que hay varios universos, otra es que el universo es infinito

El universo observable (o visible), que consiste en toda la materia y energía que podía habernos

afectado desde el Big Bang dada la limitación de la velocidad de la luz, es ciertamente finito. Ladistancia

comóvil al extremo del universo visible ronda los 46.500 millones de años luz en todas las direcciones

desde la Tierra. Así, el universo visible se puede considerar como una esfera perfecta con la Tierra en el

centro, y un diámetro de unos 93.000 millones de años luz.12 Hay que notar que muchas fuentes han

publicado una amplia variedad de cifras incorrectas para el tamaño del universo visible: desde 13.700

hasta 180.000 millones de años luz. (Véase universo observable).

En el Universo las distancias que separan los astros son tan grandes que, si las quisiéramos expresar

en metros, tendríamos que utilizar cifras muy grandes. Debido a ello, se utiliza como unidad de longitud

el año luz, que corresponde a la distancia que recorre la luz en un año.

Actualmente, el modelo de universo más comúnmente aceptado es el propuesto por Albert Einstein en

su Relatividad General, en la que propone un universo "finito pero ilimitado", es decir, que a pesar de

tener un volumen medible no tiene límites, de forma análoga a la superficie de una esfera, que es

medible pero ilimitada.

Forma

Artículos principales: Forma del Universo y Estructura a gran escala del universo.

Universum, Grabado Flammarion,xilografía, publicada en París 1888.

Una pregunta importante abierta en cosmología es la forma del universo. Matemáticamente, ¿qué 3-

variedad representa mejor la parte espacial del universo?

Si el universo es espacialmente plano, se desconoce si las reglas de la geometría Euclidiana serán

válidas a mayor escala. Actualmente muchos cosmólogos creen que el Universo observable está muy

cerca de ser espacialmente plano, con arrugas locales donde los objetos masivos distorsionan

el espacio-tiempo, de la misma forma que la superficie de un lago es casi plana. Esta opinión fue

reforzada por los últimos datos del WMAP, mirando hacia las "oscilaciones acústicas" de las variaciones

de temperatura en la radiación de fondo de microondas.13

Por otra parte, se desconoce si el universo es conexo. El universo no tiene cotas espaciales de acuerdo

al modelo estándar del Big Bang, pero sin embargo debe ser espacialmente finito (compacto). Esto se

puede comprender utilizando una analogía en dos dimensiones: la superficie de una esfera no tiene

límite, pero no tiene un área infinita. Es una superficie de dos dimensiones con curvatura constante en

una tercera dimensión. La 3-esfera es un equivalente en tres dimensiones en el que las tres

dimensiones están constantemente curvadas en una cuarta.

Si el universo fuese compacto y sin cotas, sería posible, después de viajar una distancia suficiente,

volver al punto de partida. Así, la luz de las estrellas y galaxias podría pasar a través del universo

observable más de una vez. Si el universo fuese múltiplemente conexo y suficientemente pequeño (y de

un tamaño apropiado, tal vez complejo) entonces posiblemente se podría ver una o varias veces

alrededor de él en alguna (o todas) direcciones. Aunque esta posibilidad no ha sido descartada, los

resultados de las últimas investigaciones de la radiación de fondo de microondas hacen que esto

parezca improbable.

Color

Café cortado cósmico, el color del universo.

Históricamente se ha creído que el Universo es de color negro, pues es lo que observamos al momento

de mirar al cielo en las noches despejadas. En 2002, sin embargo, los astrónomos Karl

Glazebrook e Ivan Baldry afirmaron en un artículo científico que el universo en realidad es de un color

que decidieron llamar café cortado cósmico.14 15 Este estudio se basó en la medición del rango espectral

de la luz proveniente de un gran volumen del Universo, sintetizando la información aportada por un total

de más de 200.000 galaxias.

Homogeneidad e isotropía

Fluctuaciones en la radiación de fondo de microondas, Imagen NASA/WMAP.

Mientras que la estructura está considerablemente fractalizada a nivel local (ordenada en una jerarquía

de racimo), en los órdenes más altos de distancia el universo es muy homogéneo. A estas escalas la

densidad del universo es muy uniforme, y no hay una dirección preferida o significativamente asimétrica

en el universo. Esta homogeneidad e isotropía es un requisito de la Métrica de Friedman-Lemaître-

Robertson-Walker empleada en los modelos cosmológicos modernos.16

La cuestión de la anisotropía en el universo primigenio fue significativamente contestada por el WMAP,

que buscó fluctuaciones en la intensidad del fondo de microondas.17 Las medidas de esta anisotropía

han proporcionado información útil y restricciones sobre la evolución del Universo.

Hasta el límite de la potencia de observación de los instrumentos astronómicos, los objetos radian y

absorben la energía de acuerdo a las mismasleyes físicas a como lo hacen en nuestra propia

galaxia.18 Basándose en esto, se cree que las mismas leyes y constantes físicas son universalmente

aplicables a través de todo el universo observable. No se ha encontrado ninguna prueba confirmada que

muestre que las constantes físicas hayan variado desde el Big Bang.19

Composición

El universo observable actual parece tener un espacio-tiempo geométricamente plano, conteniendo una

densidad masa-energía equivalente a 9,9 × 10-30 gramos por centímetro cúbico. Los constituyentes

primarios parecen consistir en un 73% de energía oscura, 23% de materia oscura fría y un 4% de

átomos. Así, la densidad de los átomos equivaldría a un núcleo de hidrógenosencillo por cada cuatro

metros cúbicos de volumen.20 La naturaleza exacta de la energía oscura y la materia oscura fría sigue

siendo un misterio. Actualmente se especula con que el neutrino, (una partícula muy abundante en el

universo), tenga, aunque mínima, una masa. De comprobarse este hecho, podría significar que la

energía y la materia oscura no existen.

Durante las primeras fases del Big Bang, se cree que se formaron las mismas cantidades de materia

y antimateria. Materia y antimateria deberían eliminarse mutuamente al entrar en contacto, por lo que la

actual existencia de materia (y la ausencia de antimateria) supone una violación de la simetría

CP (Véase Violación CP), por lo que puede ser que las partículas y las antipartículas no tengan

propiedades exactamente iguales o simétricas,21 o puede que simplemente las leyes físicas que rigen el

universo favorezcan la supervivencia de la materia frente a la antimateria.22 En este mismo sentido,

también se ha sugerido que quizás la materia oscura sea la causante de la bariogénesis al interactuar

de distinta forma con la materia que con la antimateria.23

Antes de la formación de las primeras estrellas, la composición química del universo consistía

primariamente en hidrógeno (75% de la masa total), con una suma menor de helio-4 (4He) (24% de la

masa total) y el resto de otros elementos.24 Una pequeña porción de estos elementos estaba en la forma

del isótopo deuterio (2H), helio-3 (3He) y litio (7Li).25 La materia interestelar de las galaxias ha sido

enriquecida sin cesar por elementos más pesados, generados por procesos de fusión en la estrellas, y

diseminados como resultado de las explosiones de supernovas, los vientos estelares y la expulsión de la

cubierta exterior de estrellas maduras.26

El Big Bang dejó detrás un flujo de fondo de fotones y neutrinos. La temperatura de la radiación de

fondo ha decrecido sin cesar con la expansión del universo y ahora fundamentalmente consiste en la

energía de microondas equivalente a una temperatura de 2'725 K.27 La densidad del fondo de neutrinos

actual es sobre 150 por centímetro cúbico.28

Véase también: Abundancia de los elementos químicos

Multiversos

Artículos principales: Multiverso y Universos paralelos.

Los cosmólogos teóricos estudian modelos del conjunto espacio-tiempo que estén conectados, y buscan

modelos que sean consistentes con los modelos físicos cosmológicos del espacio-tiempo en la escala

del universo observable. Sin embargo, recientemente han tomado fuerza teorías que contemplan la

posibilidad de multiversos o varios universos coexistiendo simultáneamente. Según la recientemente

enunciada Teoría de Multiexplosiones se pretende dar explicación a este aspecto, poniendo en relieve

una posible convivencia de universos en un mismo espacio.29

Estructuras agregadas del universo

Las galaxias

Artículo principal: Galaxia

A gran escala, el universo está formado por galaxias y agrupaciones de galaxias. Las galaxias son

agrupaciones masivas de estrellas, y son las estructuras más grandes en las que se organiza la materia

en el universo. A través del telescopio se manifiestan como manchas luminosas de diferentes formas. A

la hora de clasificarlas, los científicos distinguen entre las galaxias del Grupo Local, compuesto por las

treinta galaxias más cercanas y a las que está unida gravitacionalmente nuestra galaxia (la Vía Láctea),

y todas las demás galaxias, a las que llaman "galaxias exteriores".

Las galaxias están distribuidas por todo el universo y presentan características muy diversas, tanto en lo

que respecta a su configuración como a su antigüedad. Las más pequeñas abarcan alrededor de 3.000

millones de estrellas, y las galaxias de mayor tamaño pueden llegar a abarcar más de un billón de

astros. Estas últimas pueden tener un diámetro de 170.000 años luz, mientras que las primeras no

suelen exceder de los 6.000 años luz.

Además de estrellas y sus astros asociados (planetas, asteroides, etc...), las galaxias contienen

también materia interestelar, constituida por polvo y gas en una proporción que varia entre el 1 y el 10%

de su masa.

Se estima que el universo puede estar constituido por unos 100.000 millones de galaxias, aunque estas

cifras varían en función de los diferentes estudios.

Formas de galaxias

La creciente potencia de los telescopios, que permite observaciones cada vez más detalladas de los

distintos elementos del universo, ha hecho posible una clasificación de las galaxias por su forma. Se han

establecido así cuatro tipos distintos: galaxias elípticas, espirales, espirales barradas e irregulares.

Galaxias elípticas

Galaxia elíptica NGC 1316.

En forma de elipse o de esferoide, se caracterizan por carecer de una estructura interna definida y por

presentar muy poca materia interestelar. Se consideran las más antiguas del universo, ya que sus

estrellas son viejas y se encuentran en una fase muy avanzada de su evolución.

Galaxias espirales

Están constituidas por un núcleo central y dos o más brazos en espiral, que parten del núcleo. Éste se

halla formado por multitud de estrellas y apenas tiene materia interestelar, mientras que en los brazos

abunda la materia interestelar y hay gran cantidad de estrellas jóvenes, que son muy brillantes.

Alrededor del 75% de las galaxias del universo son de este tipo.

Galaxia espiral barrada

Es un subtipo de galaxia espiral, caracterizados por la presencia de una barra central de la que

típicamente parten dos brazos espirales. Este tipo de galaxias constituyen una fracción importante del

total de galaxias espirales. La Vía Láctea es una galaxia espiral barrada.

Galaxias irregulares

Galaxia irregular NGC 1427.

Incluyen una gran diversidad de galaxias, cuyas configuraciones no responden a las tres formas

anteriores, aunque tienen en común algunas características, como la de ser casi todas pequeñas y

contener un gran porcentaje de materia interestelar. Se calcula que son irregulares alrededor del 5% de

las galaxias del universo.

La Vía Láctea

Artículo principal: Vía Láctea

La Vía Láctea es nuestra galaxia. Según las observaciones, posee una masa de 1012 masas solares y

es de tipo espiral barrada. Con un diámetro medio de unos 100.000 años luz se calcula que contiene

unos 200.000 millones de estrellas, entre las cuales se encuentra el Sol. La distancia desde el Sol al

centro de la galaxia es de alrededor de 27.700 años luz (8,5 kpc) A simple vista, se observa como una

estela blanquecina de forma elíptica, que se puede distinguir en las noches despejadas. Lo que no se

aprecian son sus brazos espirales, en uno de los cuales, el llamado brazo de Orión, está situado nuestro

sistema solar, y por tanto la Tierra.

El núcleo central de la galaxia presenta un espesor uniforme en todos sus puntos, salvo en el centro,

donde existe un gran abultamiento con un grosor máximo de 16.000 años luz, siendo el grosor medio de

unos 6.000 años luz.

Todas las estrellas y la materia interestelar que contiene la Vía Láctea, tanto en el núcleo central como

en los brazos, están situadas dentro de un disco de 100.000 años luz de diámetro, que gira lentamente

sobre su eje a una velocidad lineal superior a los 216 km/s.

Las constelaciones

Artículo principal: Constelación

Tan sólo 3 galaxias distintas a la nuestra son visibles a simple vista. Tenemos la Galaxia de Andrómeda,

visible desde el Hemisferio Norte; la Gran Nube de Magallanes, y la Pequeña Nube de Magallanes, en el

Hemisferio Sur celeste. El resto de las galaxias no son visibles al ojo desnudo sin ayuda de

instrumentos. Sí que lo son, en cambio, las estrellas que forman parte de la Vía Láctea. Estas estrellas

dibujan a menudo en el cielo figuras reconocibles, que han recibido diversos nombres en relación con su

aspecto. Estos grupos de estrellas de perfil identificable se conocen con el nombre de constelaciones.

La Unión Astronómica Internacional agrupó oficialmente las estrellas visibles en 88 constelaciones,

algunas de ellas muy extensas, como Hidra o laOsa Mayor, y otras muy pequeñas

como Flecha y Triángulo.

Las estrellas

Artículo principal: Estrella

Son los elementos constitutivos más destacados de las galaxias. Las estrellas son enormes esferas de

gas que brillan debido a sus gigantescas reacciones nucleares. Cuando debido a la fuerza gravitatoria,

la presión y la temperatura del interior de una estrella es suficientemente intensa, se inicia la fusión

nuclear de sus átomos, y comienzan a emitir una luz roja oscura, que después se mueve hacia el estado

superior, que es en el que está nuestro Sol, para posteriormente, al modificarse las reacciones

nucleares interiores, dilatarse y finalmente enfriarse.

Al acabarse el hidrógeno, se originan reacciones nucleares de elementos más pesados, más

energéticas, que convierten la estrella en una gigante roja. Con el tiempo, ésta vuelve inestable, a la vez

que lanza hacia el espacio exterior la mayor parte del material estelar. Este proceso puede durar 100

millones de años, hasta que se agota toda la energía nuclear, y la estrella se contrae por efecto de la

gravedad hasta hacerse pequeña y densa, en la forma de enana blanca, azul o marrón. Si la estrella

inicial es varias veces más masiva que el Sol, su ciclo puede ser diferente, y en lugar de una gigante,

puede convertirse en una supergigante y acabar su vida con una explosión denominada supernova.

Estas estrellas pueden acabar como estrellas de neutrones. Tamaños aún mayores de estrellas pueden

consumir todo su combustible muy rápidamente, transformándose en una entidad supermasiva

llamada agujero negro.

Los Púlsares son fuentes de ondas de radio que emiten con periodos regulares. La palabra Púlsar

significa pulsating radio source (fuente de radio pulsante). Se detectan medianteradiotelescopios y se

requieren relojes de extraordinaria precisión para detectar sus cambios de ritmo. Los estudios indican

que un púlsar es una estrella de neutrones pequeña que gira a gran velocidad. El más conocido está en

la Nebulosa del Cangrejo. Su densidad es tan grande que una muestra de cuásar del tamaño de una

bola de bolígrafo tendría una masa de cerca de 100.000 toneladas. Su campo magnético, muy intenso,

se concentra en un espacio reducido. Esto lo acelera y lo hace emitir gran cantidad de energía en haces

de radiación que aquí recibimos como ondas de radio.

La palabra Cuásar es un acrónimo de quasi stellar radio source (fuentes de radio casi estelares). Se

identificaron en la década de 1950. Más tarde se vio que mostraban un desplazamiento al rojo más

grande que cualquier otro objeto conocido. La causa era el Efecto Doppler, que mueve el espectro hacia

el rojo cuando los objetos se alejan. El primer Cuásar estudiado, denominado 3C 273, está a 1.500

millones de años luz de la Tierra. A partir de 1980 se han identificado miles de cuásares, algunos

alejándose de nosotros a velocidades del 90% de la de la luz.

Se han descubierto cuásares a 12.000 millones de años luz de la Tierra; prácticamente la edad del

Universo. A pesar de las enormes distancias, la energía que llega en algunos casos es muy grande,

equivalente la recibida desde miles de galaxias: como ejemplo, el s50014+81 es unas 60.000 veces más

brillante que toda la Vía Láctea.

Los planetas

Artículo principal: Planeta

Los planetas son cuerpos que giran en torno a una estrella y que, según la definición de la Unión

Astronómica Internacional, deben cumplir además la condición de haber limpiado su órbita de otros

cuerpos rocosos importantes, y de tener suficiente masa como para que su fuerza de gravedad genere

un cuerpo esférico. En el caso de cuerpos que orbitan alrededor de una estrella que no cumplan estas

características, se habla de planetas enanos, planetesimales, o asteroides. En nuestro Sistema

Solar hay 8 planetas: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano yNeptuno, considerándose

desde 2006 a Plutón como un planeta enano. A finales de 2009, fuera de nuestro Sistema Solar se han

detectado más de 400 planetas extrasolares, pero los avances tecnológicos están permitiendo que este

número crezca a buen ritmo.

Los satélites

Artículo principal: Satélite natural

Los satélites naturales son astros que giran alrededor de los planetas. El único satélite natural de

la Tierra es la Luna, que es también el satélite más cercano al sol. A continuación se enumeran los

principales satélites de los planetas del sistema solar (se incluye en el listado a Plutón, considerado por

la UAI como un planeta enano).

Tierra: 1 satélite → Luna

Marte: 2 satélites → Fobos, Deimos

Júpiter: 63 satélites

→ Metis, Adrastea, Amaltea, Tebe, Ío, Europa, Ganimedes, Calisto, Leda, Himalia, Lisitea, Elara, A

nanké, Carmé, Pasífae, Sinope...

Saturno: 59 satélites

→ Pan, Atlas, Prometeo, Pandora, Epimeteo, Jano, Mimas, Encélado, Tetis, Telesto, Calipso, Dion

e, Helena, Rea, Titán, Hiperión, Jápeto, Febe...

Urano: 15 satélites

→ Cordelia, Ofelia, Bianca, Crésida, Desdémona, Julieta, Porcia, Rosalinda, Belinda, Puck, Mirand

a, Ariel, Umbriel, Titania, Oberón.

Neptuno: 8 satélites → Náyade, Talasa, Despina, Galatea, Larisa, Proteo, Tritón, Nereida

Plutón: 5 satélites → Caronte, Nix, Hidra, Cerbero y Estigia

Asteroides y cometas

Artículos principales: Asteroide y Cometa.

En aquellas zonas de la órbita de una estrella en las que, por diversos motivos, no se ha producido la

agrupación de la materia inicial en un único cuerpo dominante o planeta, aparecen los discos

de asteroides: objetos rocosos de muy diversos tamaños que orbitan en grandes cantidades en torno a

la estrella, chocando eventualmente entre sí. Cuando las rocas tienen diámetros inferiores a 50m se

denominan meteoroides. A consecuencia de las colisiones, algunos asteroides pueden variar sus

órbitas, adoptando trayectorias muy excéntricas que periódicamente les acercan la estrella. Cuando la

composición de estas rocas es rica en agua u otros elementos volátiles, el acercamiento a la estrella y

su consecuente aumento de temperatura origina que parte de su masa se evapore y sea arrastrada por

el viento solar, creando una larga cola de material brillante a medida que la roca se acerca a la estrella.

Estos objetos se denominan cometas. En nuestro sistema solar hay dos grandes discos de asteroides:

uno situado entre las órbitas de Marte y Júpiter, denominado el Cinturón de asteroides, y otro mucho

más tenue y disperso en los límites del sistema solar, a aproximadamente un año luz de distancia,

denominado Nube de Oort.

Indicios de un comienzo

La teoría general de la relatividad, que publicó Albert Einstein en 1916, implicaba que el cosmos se

hallaba en expansión o en contracción. Pero este concepto era totalmente opuesto a la noción de un

universo estático, aceptada entonces hasta por el propio Einstein. De ahí que éste incluyera en sus

cálculos lo que denominó “constante cosmológica”, ajuste mediante el cual intentaba conciliar su teoría

con la idea aceptada de un universo estático e inmutable. Sin embargo, ciertos descubrimientos que se

sucedieron en los años veinte llevaron a Einstein a decir que el ajuste que había efectuado a su teoría

de la relatividad era el ‘mayor error de su vida’. Dichos descubrimientos se realizaron gracias a la

instalación de un enorme telescopio de 254 centímetros en elmonte Wilson (California). Las

observaciones formuladas en los años veinte con la ayuda de este instrumento demostraron que el

universo se halla en expansión.

Hasta entonces, los mayores telescopios solo permitían identificar las estrellas de nuestra galaxia, la Vía

Láctea, y aunque se veían borrones luminosos, llamados nebulosas, por lo general se tomaban por

remolinos de gas existentes en nuestra galaxia. Gracias a la mayor potencia del telescopio del monte

Wilson, Edwin Hubble logró distinguir estrellas en aquellas nebulosas. Finalmente se descubrió que los

borrones eran lo mismo que la Vía Láctea: galaxias. Hoy se cree que hay entre 50.000 y 125.000

millones de galaxias, cada una con cientos de miles de millones de estrellas.

A finales de los años veinte, Hubble también descubrió que las galaxias se alejan de nosotros, y que lo

hacen más velozmente cuanto más lejos se hallan. Los astrónomos calculan la tasa de recesión de las

galaxias mediante el espectrógrafo, instrumento que mide el espectro de la luz procedente de los astros.

Para ello, dirigen la luz que proviene de estrellas lejanas hacia unprisma, que la descompone en los

colores que la integran.

La luz de un objeto es rojiza (fenómeno llamado corrimiento al rojo) si este se aleja del observador,

y azulada (corrimiento al azul) si se le aproxima. Cabe destacar que, salvo en el caso de algunas

galaxias cercanas, todas las galaxias conocidas tienen líneas espectrales desplazadas hacia el rojo. De

ahí infieren los científicos que el universo se expande de forma ordenada. La tasa de dicha expansión

se determina midiendo el grado de desplazamiento al rojo. ¿Qué conclusión se ha extraído de la

expansión del cosmos? Pues bien, un científico invitó al público a analizar el proceso a la inversa —

como una película de la expansión proyectada en retroceso— a fin de observar la historia primitiva del

universo. Visto así, el cosmos parecería estar en recesión o contracción, en vez de en expansión y

retornaría finalmente a un único punto de origen.

El famoso físico Stephen Hawking concluyó lo siguiente en su libro Agujeros negros y pequeños

universos (y otros ensayos), editado en 1993: “La ciencia podría afirmar que el universo tenía que haber

conocido un comienzo”. Pero hace años, muchos expertos rechazaban que el universo hubiese tenido

principio. El famoso científico Fred Hoyle no aceptaba que el cosmos hubiera surgido mediante lo que

llamó burlonamente ‘a big bang’ (una gran explosión). Uno de los argumentos que esgrimía era que, de

haber existido un comienzo tan dinámico, deberían conservarse residuos de aquel acontecimiento en

algún lugar del universo: tendría que haber radiación fósil, por así decirlo; una leve luminiscencia

residual.

El diario The New York Times (8 de marzo de 1998) indicó que hacia 1965 “los astrónomos Arno

Penzias y Robert Wilson descubrieron la omnipresente radiación de fondo: el destello residual de

la explosión primigenia”. El artículo añadió: “Todo indicaba que la teoría [de la gran explosión] había

triunfado”.

Pero en los años posteriores al hallazgo se formuló esta objeción: Si el modelo de la gran explosión era

correcto, ¿por qué no se habían detectado leves irregularidades en la radiación? (La formación de las

galaxias habría requerido un universo que contase con zonas más frías y densas que permitieran la

fusión de la materia.) En efecto, los experimentos realizados por Penzias y Wilson desde la superficie

terrestre no revelaban tales irregularidades.

Por esta razón, la NASA lanzó en noviembre de 1989 el satélite COBE (siglas de Explorador del Fondo

Cósmico, en inglés), cuyos descubrimientos se calificaron de cruciales. “Las ondas que detectó

su radiómetro diferencial de microondas correspondían a las fluctuaciones que dejaron su impronta en el

cosmos y que hace miles de millones de años llevaron a la formación de las galaxias.”

Otros términos

Diferentes palabras se han utilizado a través de la historia para denotar "todo el espacio", incluyendo los

equivalentes y las variantes en varios lenguajes de "cielos", "cosmos" y "mundo".

Elmacrocosmos también se ha utilizado para este efecto, aunque está más específicamente definido

como un sistema que refleja a gran escala uno, algunos, o todos estos componentes del sistema o

partes. Similarmente, un microcosmos es un sistema que refleja a pequeña escala un sistema mucho

mayor del que es parte.

Aunque palabras como mundo y sus equivalentes en otros lenguajes casi siempre se refieren al

planeta Tierra, antiguamente se referían a cada cosa que existía (se podía ver). En ese sentido la

utilizaba, por ejemplo, Copérnico. Algunos lenguajes utilizan la palabra "mundo" como parte de la

palabra "espacio exterior". Un ejemplo en alemán lo constituye la palabra "Weltraum".30